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光电成像系统的图像质量测评

作　者: 英明扬
导　师: 马冬梅
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 调制传递函数(MTF) 面阵光电成像系统分辨率靶板
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

通过图像质量直接评价光电成像系统是客观准确地测试光电整机性能的一个重要方法。调制传递函数(MTF)是评价光电成像系统性能的重要指标之一。它客观地反映了光电成像系统的空间频率响应特性。同时也是进一步测评可见光波段系统最小可分辨对比度(MRC)以及作用距离估算的重要基础。在光学系统是线性移不变系统的前提下,MTF适用于对光学成像系统性能的评价。但在将其扩展到光电整机系统性能评价时,由于CCD光电接收阵列是离散采样器件,其采样所造成的混叠现象严重影响了光电整机系统的高频成像质量,同时也对光电整机MTF的测量方法提出了新的要求。本文研究了光电成像系统的成像原理并详述了系统的MTF模型,详细分析和比较了实验室常用的几种对面阵光电成像系统MTF测试方法的原理和测试过程。分析了通过测试周期性条靶对比度计算MTF的方法存在较大误差的原因。通过对三条靶图案空间频域特性的分析提出了使用分辨率靶板图像估算和测试光电成像系统MTF的简便方法,此方法能够有效的消减由于离散的成像器件所引起的混叠。通过理论分析和实验数据比对验证了此方法的可行性和实用性,并进行了深一步的讨论。用分辨率靶板图像测试光电成像系统MTF的方法为光电成像系统的实验室评估和外场性能测评提供了便捷可靠的新途径。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题研究背景及意义  9
  1.2 调制传递函数的历史与发展现状  9-11
  1.3 本文主要研究内容和论文结构安排  11-13
第二章光电成像系统性能评价的主要指标  13-29
  2.1 MTF 简介  13-23
    2.1.1 MTF 的定义  13-15
    2.1.2 采样定理  15-18
    2.1.3 像元的积分过程和采样过程  18-20
    2.1.4 系统MTF 组成分析  20-23
  2.2 MRC 简介  23-28
    2.2.1 MRC 的概念和发展  23-24
    2.2.2 MRC 测试原理及方法介绍  24-28
  2.3 小结  28-29
第三章常用 MTF 测试方法的研究  29-42
  3.1 倾斜狭缝法测MTF  29-32
  3.2 刀口法测MTF  32-33
  3.3 正弦靶响应法测MTF  33-35
  3.4 对周期性条靶法测MTF 的讨论  35-41
  3.5 小结  41-42
第四章用分辨率靶板图像测试 MTF  42-57
  4.1 光电成像系统混叠分析  42-43
  4.2 用分辨率靶图像测MTF 的原理  43-50
  4.3 选靶和数据处理方法  50-56
  4.4 小结  56-57
第五章实验与数据处理  57-67
  5.1 实验条件  57-58
  5.2 实验原理  58-59
  5.3 测试步骤  59-60
  5.4 实验数据处理  60-66
  5.5 相关讨论  66
  5.6 小结  66-67
第六章总结与展望  67-69
参考文献  69-71
在学期间学术成果情况  71-72
指导教师及作者简介  72-73
致谢  73

光电成像系统的图像质量测评

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